基于AI技术操作票智能监护平台

基于AI技术操作票智能监护平台

发表时间：2019-09-18T16:13:47.387Z 来源：《电力设备》2019年第8期作者：朱明增韩竞陈极万刘秀丽

[导读] 摘要：随着电网的不断发展壮大，新增电网设备、用户日益增多，调度业务越来越繁重，同时，目前调度的值班模式已全面实现“调度+监视+控制”的调控一体化模式，负责电网调度的同时，还需承担信号监视、开关刀闸及重合闸投退的远方操作等业务，调度值班任务重、压力非常大，所以有必要引入新技术、新方法减缓调度值班压力，提高工作效率。

（广西电网有限责任公司贺州供电局）

摘要：随着电网的不断发展壮大，新增电网设备、用户日益增多，调度业务越来越繁重，同时，目前调度的值班模式已全面实现“调度+监视+控制”的调控一体化模式，负责电网调度的同时，还需承担信号监视、开关刀闸及重合闸投退的远方操作等业务，调度值班任务重、压力非常大，所以有必要引入新技术、新方法减缓调度值班压力，提高工作效率。

关键词：AI技术；操作票；智能监护平台

当前，有停送电操作时，由副值调度员先写好调度操作票，由监护人复审、调度长审核通过后，副值调度员通过电话下令给变电站运行值班员，值班员接令后就开始操作，若此时有多项任务需要同时处理，调度电话、告警信号声音等外界因素干扰，容易操作调度员注意力不集中导致调度员下错令，或者由于普通话不标准，通话质量不好导致运行值班员接错令等情况发生，造成运行设备意外停电，甚至恶性误操作事件，对人身和电网都会造成巨大的危害；若优先完成调度下令操作，暂缓其他调度业务的工作，又会导致调度工作效率不高，甚至影响用户停送电时间。

1语音识别系统的原理

根据语音识别实际应用中的不同，语音识别系统可以分为：特定人与非特定人的语音识别、独立词与连续词的语音识别、小词汇量与大词汇量以及无限词汇量的语音识别。但无论哪种语音识别系统，其基本原理和处理方法大体相同。首先在获取原始语音信号数据之后，对数据进行预处理和数字化,部分消除噪声和不同说话人带来的影响；然后进行声学特征的提取，待识别人的语音经过特征提取后，与系统数据库进行匹配，取与待识别语音相似度最大的模型所对应的语音作为识别结果，这就是语音识别的整个过程。

2建立人机语音交互系统

人机语音交互系统具有自动识别语音语义，并实现语音识别结果与操作指令票文本对比提示的功能。系统包括语音采集模块、语音识别模块、语义分析模块、结果显示窗口等，最终实现人机交互的功能，基本原理如下图所示。

图1人机交互系统基本原理图

3功能模块

3.1语音采集模块

目前调度员下令操作均通过电话下令完成，实现语音数据采集功能需要在调度电话加装语音录音盒，实时采集电话语音，然后将数据传输至PC平台。

图2固话与电脑连接示意图

3.2语音识别和分析模块

制作语音识别和分析模块，采用软件技术，将采集到的原始声音声进行识别出来。此时需要运用声学原理的一些技术。声音实际上是一种波形，常见的mp3等格式都是压缩格式，必须转成非压缩的纯波形文件来处理，比如WindowsPCM文件，也就是俗称的wav文件。要对声音进行分析，需要对声音分帧，把声音切开成一小段一小段，每小段称为一帧。语音就变成了很多小段，根据声学原理，把每一帧波形变成一个多维向量，可以简单地理解为这个向量包含了这帧语音的内容信息。这个过程叫做声学特征提取。

3.3语音模型数据库

根据调度员日常使用的调度术语和下令规则，建立相应的语音模型数据库。数据库中包含巨大数量的语音数据，通过这些参数，在识别时将输入的语音特征同声学模型（模式）进行匹配与比较，得到最佳的识别结果。

3.4智能监护提示模块

将语音识别的结果转换成文本文字,再利用关键字提取及正则表达式技术等，自动解析下令的具体线路和开关，以及要操作的设备状态，将这些信息自动和OMS操作票上的指令内容进行自动校验，当有内容不匹配时发出智能告警，让调度员注意是否下错令，最终实现智能监护与校验，降低调度下令风险。

（1）实现调度操作票智能监护：系统会实时检测通话内容，当检测到有“正式下令”、“操作完毕”等关键字时，会自动提取OMS系统内执行中的操作票，并进行对比，当有下令内容不匹配时，会发出告警，达到智能监护的目的。

（2）降低调度下令风险：通过下令语音和操作票自动校验的方法，避免监护人员受到告警信号声响、事故异常处理等环境因素的影响，或者注意力不集中、疏忽大意也会造成监护不到位的情况发生。同时也防止调度员口误、普通话不标准，通话质量不好等原因导致调

度员下错令，降低人身和电网风险。

（3）利用语序分解法提高校验精度：将操作票命令按照“主谓宾、定状补”的语序模式进行分解，逐一校验，以此提高校验精度。 4基于AI技术操作票智能监护平台效果分析

通过本项目的实施，将调度员下令的具体内容转换成文字，再利用关键字提取及正则表达式技术等，自动解析下令的具体线路和开关，以及要操作的设备状态，将这些信息自动和操作票上的内容进行自动校验，当有内容不匹配时发出告警，让调度员注意是否下错令，实现智能监护与校验。

4.1减轻调控员值班压力，降低误操作概率

改进前，调度员下令时若由于普通话不标准、通话质量不好或其他因素影响等原因导致调度员下错令、监护不到位的情况发生，造成运行设备意外停电，甚至恶性误操作事件，对人身和电网都会造成巨大的危害。

改进后，调度员在下令的同时，通过系统实现对电话下令语音与操作票指令内容的快速识别匹配，准确判断下令是否完整正确，若与指令票内容不一致，系统会给予提示纠正，避免调度下令发生“跳、倒、添、漏”的情况，降低误操作的概率。

4.2改变监护模式、提高工作效率

改进前，调度下令操作为1人监护、1人下令模式，下令的时候为保证下令的正确性和监护的可靠性，2名调度员不再同时开展其他的业务工作，有多项操作任务时，也需逐一进行，导致调度操作效率不高，甚至影响用户停送电时间。

改进后，调度下令操作可由双人操作模式转变为“下令人+智能监护系统”的单人操作模式，只要操作票“三审”正确，2名调度员可以同时进行不同的下令操作。调度员也可更灵活的处理其他调度业务，将精力最大限度的应用到电网安全分析上，为电网安全运行保驾护航。

结束语

综上所述，本文主要基于上述的风险问题，提出《基于AI技术操作票智能监护平台》项目。该项目是基于智能语音技术而开发出的调度运行辅助系统，实现调度员在接听电话、下令的同时，通过系统实现对电话下令语音与操作票指令内容的快速识别匹配，准确判断下令是否完整正确，可排除一切外界因素和人为因素的影响，同时提高值班调度员工作效率。

参考文献

[1]汤奕,崔晗,李峰,王琦.人工智能在电力系统暂态问题中的应用综述[J].中国电机工程学报,2019,39(01):2-13+315.

[2]靳龙.人工智能AI技术在电力系统的应用[J].集成电路应用,2018,35(11):72-74.